Оптика

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

№2. Задание 18

ID: 00045345

Туман под микроскопом

Туман состоит в основном из капелек воды, имеющих диаметр от 0,5 до 100 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр меньше 1 мкм), то такой туман называется дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось.

В зависимости от размера капелек воды туман может иметь различный оттенок. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя. Капельки диаметром много больше микрометра практически одинаково рассеивают свет во всём интервале длин волн, воспринимаемых глазом. Этим объясняется молочно-белый и белесоватый цвет мороси. Мелкие же капельки дымки рассеивают преимущественно более короткие световые волны, поэтому туманная дымка окрашена в синеватые и голубоватые тона.

В известном смысле возникновение тумана есть явление выпадения росы. Существенно, однако, что конденсация водяного пара в данном случае происходит не на поверхности земли, листьев или травинок, а в объёме воздуха. Центрами конденсации могут служить случайно образующиеся скопления молекул, ионы, а также пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения в воздухе.

Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку? Ответ поясните.

Источник: Сборник Камзеевой 2026

Решение

Что тут происходит. Белый свет фонаря идёт к нам через туманную дымку — слой очень мелких капелек воды. Нужно понять, каким по оттенку покажется фонарь. Важно различать два взгляда: сбоку мы видим свет, который капельки рассеяли в стороны (поэтому сама дымка голубоватая), а глядя на фонарь сквозь дымку, видим свет, который прошёл через неё, не свернув.

Шаг 1 — что говорит текст. Мелкие капельки дымки (меньше $$1$$ мкм) рассеивают преимущественно короткие световые волны. Короткие волны видимого света — синие и фиолетовые, длинные — красные.

Шаг 2 — что происходит со светом фонаря. Белый свет — смесь всех цветов. По дороге через дымку капельки уводят в стороны в первую очередь синюю часть. До глаза доходит свет, из которого синего «выбили» больше, чем красного.

Шаг 3 — вывод. В прошедшем свете преобладают длинные волны, соответствующие красной части спектра, поэтому фонарь сквозь дымку кажется красноватым.

Проверим себя. Для мороси с крупными каплями текст говорит, что все длины волн рассеиваются одинаково — тогда и фонарь цвета бы не менял. Оттенок появляется именно из-за того, что мелкие капли «выбирают» короткие волны: рассеянный в стороны свет голубоватый, а оставшийся — красноватый.

Ответ

Красноватый: мелкие капельки дымки сильнее рассеивают короткие (синие) волны, и в прошедшем сквозь дымку свете фонаря преобладают длинные — красные.

Другие задания по теме «Оптика» (8)